JPS61131765A - 消防車用放水圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、消防車用放水圧制御装置に関するものである
。

従来の技術 一般に、消防自動車用の放水装置は、内燃機関によって
駆動される送水ポンプによって吸水ホースから取り込ま
れた水を加圧し、加圧された水が放水ノズルから放水さ
れる構成となっている。従来のこの種の装置においては
、放水ノズルにおける放水圧力を所望の設定値に保持す
るため、放水圧力を示す信号に応答して内燃機関の速度
制御が行なわれる制御系を構成し、これにより放水圧力
を所望の設定値に維持する放水圧制御装置が設けられて
いる（例えば、実開昭５１−２３３９４号公報参照）。

上述した従来の放水圧制御装置では、放水圧力が所望の
設定値より小さい場合には機関速度を高くし、一方、放
水圧力が所望の設定値より犬さい場合には機関速度を低
くし、これにより放水圧力が所望の設定値となるように
放水圧力の調節が行なわれる構成となっている。

発明が解決しようとする問題点 従って、上述の従来装置では、例えば吸水ホースが自動
車によって踏みつけられる等の理由により吸水流量が低
下すると、吸水側の水圧が大きな負圧となり、放水圧力
が設定圧力より小さくなるので、放水圧力を上昇させる
ために、機関速度が最高回転速度近くまで上昇してしま
うことになる。

このような状態の下において、吸水ホースの踏みつけが
解除されると、吸水流量が直ちにもとの吸水流量にまで
もどるので、放水圧力が一時的に急上昇して所要の設定
圧力以上となってしまい、大きな放水圧力がノズルに急
激に掛り、作業者にとって極めて危険な状態になるとい
う問題点を有している。

本発明の目的は、従って、従来の装置における上述の不
具合を除去し、放水圧力に急激な変化が生じないように
した消防車用放水圧制御装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明の構成は、内燃機関によって駆動される送水ポン
プにより与えられる放水圧力が所望の設定圧力に維持さ
れるよう上記内燃機関の回転速度を制御する制御手段を
含んで成る消防車用放水圧制御装置において、上記送水
ポンプの吸水側の負圧状態を検出する検出手段と、該検
出手段の検出結果に応答し上記吸水側の圧力が所定の負
圧値よりもよシ負圧となった場合に上記内燃機関の回転
速度を強制的にアイドル回転速度近傍の低回転速度に低
下させ、上記吸水側の圧力が所定の負圧値よりも高くな
った場合に上記内燃機関の回転速度制御を再開するよう
上記制御手段を制御する手段とを備えて成る点に特常を
有する。

作用 上述の構成によれば、例えば自動車によシ吸水側のホー
スが踏みつけられてつぶれ、流量低下のために放水圧力
が低下すると、放水圧力を上昇させるために、制御手段
によって内燃機関の回転速度が上昇せしめられる。しか
し、吸水側の負圧力が所定の負圧値よりもより負圧とな
ると、内燃機関の回転速度は、強制的に、例えばアイド
ル回転速度近傍の所定の低回転速度とされ、内燃機が過
負荷状態となるのを防止することができる。吸水側ホー
スの踏みつゆが解除される等の理由により吸水側の圧力
が所定の負圧値よりもより正圧側に高くなると、内燃機
関の回転速度は再び制御手段により制御され、所要の放
水圧力が得られるよう内燃機関の回転速度を徐々に高く
することができる。

このように、吸水側の負圧力が所定の負圧値よりもより
負圧となった場合には、内燃機関の回転速度を低回転速
度とし、吸水側の負圧力が所定の負圧値よりもより正に
なった場合に、再び内燃機関の回転速度を上昇させ、放
水圧力が所要の値となるよう回転速度の調節が行なわれ
る。

この結果、例えば、吸水ホースが車輛により踏みつけら
れ吸水側が大きな負圧状態となると、機関速度はアイド
ル回転速度程度の低回転速度となり、送水ポンプに大き
な負荷が掛るのを防止することができる。そして、車輛
による踏みつけ等の原因が取り除かれ、吸水側の圧力状
態が所定の正常状態に戻ると、機関速度は、低回転速度
から除徐に増大し、制御手段の働きで、放水圧力を所要
の圧力値にまで徐々に高めることができる。従って、吸
水ホース等の踏みつけが解除された場合、ノズルにおい
て放水圧力が急上昇するのを有効に防止することができ
、作業者に対する危険防止に太いに役立つものである。

実施例 以下、図示の実施例により本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による放水圧制御装置を備えた消防
車用の放水装置の一実施例が示されている。放水装置１
は、ディーゼル機関２によって駆動される消防用の送水
ポンプ３を有し、送水ポンプ３は、その吸水側に設けら
れた吸水ホース４を介して、図示しない消火用水槽の如
き水タンクから水を吸水、加圧した後、送水ポンプ３の
送水側に設けられた放水ホース５及び放水ノズル６を介
して加圧された水を放水する。

ディー・ゼル機関２は、図示しない消防自動車の駆動用
としても兼用されており、燃料噴射ポンプ７から燃料の
供給を受ける構成となっている。燃料噴射ポンプ７から
ディーゼル機関２に供給される燃料噴射量は、位置決め
用のアクチュエータ８によって操作されるコントロール
ラック９の操作量に応じて調節される。

放水ノズル６における放水圧力が所望の設定値に維持さ
れるよう、放水圧力に応じてディーゼル・機関２０回転
速度を制御するため、送水ボンデ３の放水側に設けられ
放水圧力Ｐ工に応じた検出信号ｖ１を出力する圧力検出
器１０と、検出信号ｖ１に応答し放水圧力Ｐｔｆｒ、所
定の設定圧力値Ｐｔに維持すべくコントロールラック９
の位置調節を行なうための第１制御信号Ｓ０を出力する
ため、制御ユニット１１内に設けられた第１制御部１２
とを含んで成る放水圧制御装置２０が構成されている。

第１制御信号Ｓ工は、スイッチ１６の一方の固定接点１
６ａに印加されており、スイッチ１６が実線で示される
ように切換えられた場合に、第１制御信号、Ｓ□が調速
ユニット１５に入力される。

スイッチ１６の他方の固定接点１６ｂＫは、走行用アク
セルペダル１７の操作量を示すアクセル信号Ｓ、がアク
セルセンサ１８から供給されておりディーゼル機関２が
走行用に供される場合には、スイッチ１６が点線で示さ
れる如く切換えられ、アクセル信号Ｓ！が調速ユニット
５に入力される。　。

調速ユニット１５には、スイッチ１６からの信号のはか
、ディーゼル機関の速度を示す速度信号Ｎ及びコントロ
ールラック９の位置を示す位置信号Ｒが入力されており
、これらの入力信号に応答して、ディーゼル機関２が所
望の回転速度となるようにコントロールラック９の位置
決めが行なわれるようアクチーエータ８を駆動するため
の駆動制御信号ＤＳが出力される。

従って、スイッチ１６が点線まで示されるように切換え
られている場合には、ディーゼル機関２は、アクセルペ
ダル１７の操作量に応じてその速度制御が行なわれる。

一方、スイッチ１６が実線で示されるように切換えられ
ている場合には、第１制御信号ＳＩＫより放水圧力Ｐ１
が設定圧力値Ｐ、に一致するようディーゼル機関２の速
度制御が行なわれる。即ち、放水圧制御装置２０は、放
水圧力Ｐ１が設定圧力値Ｐ、よりも小さくなると、アク
チュエータ８によりコントロールラック９を燃料増方向
に移動せしめ、一方、放水圧力Ｐ□が設定圧力値Ｐｔよ
りも大きくなると、アクチーエータ８によりコントロー
ルラック９ｔ−燃料減方向に移動せしめるよう調速ユニ
ット１５を作動させるための第１制御信号Ｓ１を出力す
る構成である。

吸水ホース４の上を車輛が通過する等の理由により、送
水ボンｆ３の吸水側の圧力Ｐ２が著しく大きな負圧とな
った場合に、ディーゼル機関２０回転速度をアイドル回
転速度程度の低回転速度に強制的に落し、吸水側の圧力
Ｐ、が所定の負圧力にまで戻った場合にディーゼル機関
２０回転速度を再び第１制御部１２により制御するため
、負圧検出器１３と、該負圧検出器１３の作動に応答し
て第１制御部１２の作動を制御するための第２制御部１
４とが設けられている。負圧検出器１３は、送水ポンプ
３の吸水側の負圧状態を検出するため吸水ホース４に連
結されており、図示の実施例では、吸水ホース４内の圧
力Ｐ、が予め設定された所定の負圧値Ｐ０よりもより負
圧となった場合に閉成され、その他の場合には開いてい
る負圧スイッチとして構成されている。一方、第２制御
部工４は、制御ユニット１１の一部として構成されてお
り、負圧検出器１３の作動に応答して第１制御部１２の
作動を制御するための制御信号ＣＳを出力する構成とな
っている。

第２図には、制御ユニット１１のより具体的な実施例が
示されている。第１制御部１２は、検出信号Ｖユが入力
抵抗器２１を介して反転入力端子に印加されている差動
増幅器２２を有し、差動増幅器２２の非反転入力端子に
は、電源電圧＋Ｖが。

分圧抵抗器２３．２４で分圧されて成る基準電圧■が印
加されている。分圧抵抗器２４は可変抵抗器として構成
されており、これを調節することにより基準電圧ｖ１の
値を任意に定め、設定圧力値Ｐ、を所望の値に設定する
ことができる。差動増幅器２２の出力端子は、出力抵抗
器２５を介して第１制御部１２の出力端子２６に接続さ
れる、と共に、コンデンサ２７を介してその非反転入力
端子に接続され、これにより、検出信号Ｖ□と基準電圧
ｖｒとの差分に応じた差動入力信号が増幅されると共に
積分され、出力電圧ｖ２として得られる。出力端子２６
は抵抗器２８を介してアースされると共に、出力端子２
６には抵抗器２９を介して電源電圧＋Ｖが供給されてお
り、これにより出力端子２６からは、出力電圧■、のレ
ベルが所定のレベル範囲内にせばめられ、第１制御信号
Ｓ１として出力される。

図示の実施例の場合、圧力検出器１００入出力特性は、
第３図に示すように、放水圧力Ｐ８に比例して検出信号
ｖ１のレベルが変化するように設定されているので、出
力電圧Ｖ、のレベルは、放水圧力Ｐ１が増大すると低下
し、放水圧力Ｐ１が減少すると上昇する特性となる。こ
の結果、例えば、放水圧力Ｐ□が所要の設定圧力Ｐ、よ
りも減少すると、第１制御信号Ｓ１のレベルが上昇し、
アクチュエータ８により大きな駆動電流が供給され、コ
ントロールラック９が燃料増方向に移動せしめられ、こ
れによりディーゼル機関２０回転速度が速くなり、放水
圧力Ｐ０が増大せしめられる。逆に、放水圧力Ｐ１が所
要の設定圧力値Ｐｔよりも増加すると、ディーゼル機関
２０回転速度が低下し、放水圧力Ｐ１を低下させる。こ
のようにして、放水圧力Ｐ□の値が所要の設定圧力値Ｐ
ｔに維持されるようディーゼル機関２の速度がフィード
バック制御される。

次に、第２制御部１４について説明する。第２制御部１
４は、負圧検出器１３のスイッチ１３ｍと抵抗器３１と
を介し℃ベースに電源電圧＋Ｖが供給されると共に、抵
抗器３２を介してペースがアースされているトランジス
タ３３を有し、トランジスタ３３のエミッタはアースさ
れ、コレクタには、抵抗器３４ｆ、介して電源電圧＋Ｖ
が供給されている。負圧検出器１３は、スイッチ１３ａ
が第４図に示されるように、吸水ホース４内の圧力Ｐ２
の値が所定の負圧値Ｐ０よりもより負圧となった場合に
のみ閉じられるように構成されており、従って、Ｐ、≧
Ｐ０の場合にはトランジスタ３３はオフとなっているが
、Ｐｇ＜Ｐａとなるとスイッチ３ａが閉じられるため、
トランジスタ３３はオンとなる。

トランジスタ３３のコレクターエミッタ回路と並列に、
抵抗器３５．３６から成る分圧回路が接続されており、
抵抗器３５と３６との接続点には、エミッタがアースさ
れているトランジスタ３７のペースが接続されている。

トランジスタ３７のコレクタには、抵抗器３８ｙｆ！：
介して電源電圧＋Ｖが印加されていると共に、コンデン
サ３９を含んで成る充放電回路４０が接続されている。

充放電回路４０は、一端がアースされているコンデンサ
３９の他端とトランジスタ３７のコレクタとの間に、抵
抗器４１と、抵抗器４２とダイオード４３との直列回路
とが接続されて成っている。

従ってトランジスタ３７がオフ状態となった時に、抵抗
器３８，４１．４２及びダイオード４０を介してコンデ
ンサ３９に充電電流が流れる。一方、トランジスタ３７
がオン状態となった時には、ダイオード４３が逆バイア
ス状態となるので、抵抗器４１のみを介してコンデンサ
３９が放電される。

このように、抵抗器４２にのみダイオード４３を図示の
極性に接続しであるので、コンデンサ３９の充電時の時
定数は小さく、一方、放電時の時定数は大きくなる。従
って、スイッチ１３ａがオンとなってトランジスタ３３
がオンし、これによりトランジスタ３７がオフとなると
、コンデンサ３９は比較的速い速度で充電され、コンデ
ンサ３９の端子電圧Ｖは急峻に立ち上ることになる。−
方、スイッチ１３ａがオフとなってトランジスタ３７が
オンとなると、コンデンサ３９は抵抗器４１を介して比
較的ゆっくりと放電されるので、端子電圧Ｖ　の値は、
トランジスタ３７がオンとなった後、時間の経過と共に
ゆっくりと低下することになる。

端子電圧ｖｃは、抵抗器４４を介して差動増幅器４５を
含んで成る減衰回路５１に入力され、差動増幅４５の出
力電圧ｖ３は抵抗器４６を介してバッファ増幅器４７に
入力されている。バッファ増幅器４７の入力端子と抵抗
器４６との接続点は、抵抗器４８によりアースされると
共に、抵抗器４９を介して電源電圧＋Ｖに接続されてお
り、従って、出力電圧Ｖ、のレベルが所定範囲内にせば
められてバッファ増幅器４７の十入力端子に入力される
。この結果、バッファ増幅器４７の出力からは、端子電
圧■のレベルに応じてレベルの変化する出力電圧ｖ４が
出力され、この出力電圧ｖ４はダイオード５０を介して
端子２６に印加されている。

この結果、端子２６から出力される第１制御信号Ｓ１の
レベルは、２つの出力信号Ｖ、、Ｖ４のうちレベルの高
い方の出力信号に従って定められることになる。

次Ｋ、第５図を参照しながら、第１図及び“第２図にて
示される装置の動作を説明する。既に説明したように、
システムに異常がない場合には、放水圧力が所定の設定
値に維持されるよう、第１制御信号Ｓ１により機関速度
制御が行なわれている。

この場合、吸水ホース４内の圧力Ｐ２は所定の負圧値Ｐ
０よりもより正正に近い値となっており、従って、スイ
ッチ１３ａは開かれていてトランジスタ３７はオンとな
っているので、端子電圧ｖｃは略零ゼルとなっ【いる。

従って、出力電圧ｖ４のレベルも略アースレベルとなっ
ているので、ダイオード５０は逆バイアス状態であり、
第１制御信号Ｓは出力電圧Ｖ、ＶＣ相応して変化し、こ
れにより放水圧力の制御が行なわれている。

上述の状態において、吸水ホース４が車輛により踏みつ
けられる等の理由により、時刻１＝１゜において送水ボ
ンｆ３の吸水側の圧力Ｐ、が所定の負圧値Ｐ０よりも負
圧となると、スイッチ１３ａが閉成され（第５図（ａ）
　）　、これにより充放電回路４０は充電状態となり、
端子電圧Ｖのレベルは比較的早い速度で上昇しはじめる
（第５図（ｂ）参照）。

従って、出力電圧ｖ４もまた、端子電圧ｖｃの変化に応
じて変化することになる（第５図（Ｃ））。一方、この
ような状況においては、放水圧力は低下しており、従っ
て、ディーゼル機関２の回転速度をより上昇させるため
出力電圧Ｖ、のレベルは、１＝１１以後、急激にアース
レベル近くまで低下することになる（第５図（ｄ）　”
）　＠ この結果、スイッチ１３ａが閉じられるとすぐに、■４
〉■、となり、第１制御信号Ｓ１のレベルは、１＝１１
以後、出力電圧ｖ４のレベルに応じたし・ベルとなる。

即ち、第１制御信号Ｓ□のレベルは、１＝１１以後、急
激に上昇し、抵抗器２５．２９．２８により定められる
所定の上限値にまで上昇する（第５図（ｅ））。従って
、！イーゼル機関２０回転速度Ｎは、第５図（ｆ）に示
されるように、１＝１１以後、急速にアイドル回転速度
Ｎ１にまで低下する。このように、吸水ホース４内の圧
力Ｐ２が所蝋値Ｐ０より低くなった場合、機関速度Ｎが
アイドル回転速度となるため、放水圧力Ｐ１は第５図（
ｇ）に示されるように所定の設定値Ｐ。

より急激に低下し、ディーゼル機関２に大きな負荷が掛
るのを有効に防止することができる。

時刻ｔ　＝　ｔ　、において吸水ホース４の踏みつけが
解除され、ｐ２＞ｐｏとなると、スイッチ３ａがオフと
なり、トランジスタ３７がオンとなるので、充放電回路
４０が放電状態となり、コンデンサ３９は、抵抗器４１
を介して比較的大きな時定数で放電する。従って、端子
電圧ｖｃのレベルはゆるやかに低下し、これに伴って第
１制御信号Ｓ８のレベルもゆるやかに低下するので、機
関速度Ｎは、アイドル回転速度からゆるやかに上昇しは
じめ、放水圧力Ｐ１も徐々に上昇することになる（第５
図（ｇ））。

放水圧力Ｐ１の上昇により検出信号ｖ１のレベルも徐々
に上昇するので、出力電圧Ｖ、のレベルもまた徐々に上
昇しはじめ（第５図（ｄ））、１＝１゜においてＶ４（
Ｖ、となると、第１制御信号Ｓ工のレベルは出力信号ｖ
２に応じ【定められるようになる。即ち、１ｓ以後にお
いては、再び第１制御部１２による放水圧力制御が検出
信号Ｖ□に従って行なわれ、放水圧力Ｐ１は所定の設定
放水圧力値Ｐｔに維持される。

このように、第２制御部１４の働きにより、吸水ホース
の踏みつけ等により吸水側の負圧力が大きくなった後急
激に吸水ホースの踏みつゆが解除されても、放水圧力が
所要の設定圧力Ｐ、に向げて徐々に増大することとなる
ため、放水ノズルに大きな圧力ショックを与えることが
なく、安全性の確保を容易に行なえる。

尚、本願発明による装置の制御部の構成は、第２図に示
したものに限定されるものではなく、マイクロコンピュ
ータを用いて実現してもよく、このように構成された装
置もまた本発明の範囲内に含まれるものである。

更に、送水ポンプの駆動用内燃機関は、ディーゼル機関
に限定されるものではなく、任意の内燃機関を用いた場
合であっても本発明を適用して、同様に放水圧力の制御
を行なうことができ、このような放水圧制御装置もまた
本発明の範囲内に入るものである。

効果 本発明によれば、上述したよ５に、吸水側ホースが車輛
により踏みつげられた場合の如く、吸水側の圧力が所定
の負圧値よりもより負圧となった場合に、送水ボンｆを
駆動する内燃機関の回転速度を強制的に下げ、吸水側の
圧力が上記所定の負圧値よりもより正圧になった場合に
再び所要の放水圧力を得るための機関速度制御を行なり
構成としたので、吸水側に大きな負圧力を生じさせる原
因が除去されたときに、機関速度は低回転速度から増大
し、所要の放水圧力を得るに必要な回転速度にまで達す
ることになる。従って、吸水側に大きな負圧力を生じさ
せる原因が除去されたときに、放水圧力が急激に増大し
、放水ノズルに大きな圧力ショックを与えることが有効
に防止でき、作業者の安全を守ることができる優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放水圧制御装置を備えた放水装置
の一実施例を示すプロ、り図、第２図は第１図の制御ユ
ニットの具体的な回路の一例を示す回路図、第３図は第
１図に示した圧力検出器の特性を示す特性曲線図、第４
図は第１図に示す圧力検出器の作動特性を示す線図、第
５図（ａ）乃至第５図（ｇ）は、第１図及び第２図によ
り示される放水装置の作動を説明するための各部の信号
の波形図である。 １・・・放水装置、２・・・ディーゼル機関、３・・・
送水Ｉンプ、４・・・吸水ホース、１ｏ・・・圧力検出
器、１１・・・制御ユニット、工２・・・第１制御部、
１３・・・負圧検出器、１４・・・第２制御部、Ｐｌ・
・・放水圧力、Ｐ、・・・圧力、Ｃ８・・・制御信号、
ｖｌ・・・検出信号、Ｓ・・・第１制御信号。 特許出願人　　ヂーゼル機器株式会社 代理人　弁理士　　　高　　野　　昌　　俊第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関によって駆動される送水ポンプにより与え
   られる放水圧力が所望の設定圧力に維持されるよう前記
   内燃機関の回転速度を制御する制御手段を含んで成る消
   防車用放水圧制御装置において、前記送水ポンプの吸水
   側の負圧状態を検出する検出手段と、該検出手段の検出
   結果に応答し前記吸水側の圧力が所定の負圧値よりもよ
   り負圧となった場合に前記内燃機関の回転速度を強制的
   に所定の低回転速度にまで低下させ、前記吸水側の圧力
   が前記所定の負圧値よりも高くなった場合に前記制御手
   段による前記内燃機関の回転速度制御が再開されるよう
   に前記制御手段を制御する手段とを備えたことを特徴と
   する消防車用放水圧制御装置。